一种高温劳动保护安全帽及控制方法与流程

本发明涉及安全帽，尤其涉及一种高温劳动保护安全帽及控制方法。

背景技术：

1、随着社会经济发展，近年来气候变化剧烈，极端气候频率增加，高温期持续时间变长。由于工作性质，某些行业的从业人员需要长时间暴露在高温环境下，例如建筑工人、电网维护人员等室外工作人员。由于从事的行业不同，佩戴安全帽进行的劳动类型复杂多变，这也导致针对不同工作环境的热应力预警也存在差别。大多时候，当工作人员意识到身体由于长时间暴露在高温环境出现异状时，已经对身体产生了严重的伤害，甚至对生命造成威胁。因此，应对高温工作人员提供安全保障，重视高温环境下工人的防暑安全问题，增强自身安全防暑意识。

2、现有的安全帽，主要为了保护头部，起缓冲减震、分散应力、保护人体颈椎，针对高温工作环境，虽然已经有了一些高温预警和降温设备，但皆是在检测到超过一定温度范围时发出高温预警，并开启降温设备。针对高温环境下劳动情况，不能进行实时的高温预警，仅根据环境温度湿度等参数判断热应力状态。同时既有的温度识别系统，检测能力较为单一，不能对人脸进行跟踪测温，在高温工作环境下，仅根据面部的温度数据进行热应力判断，不够准确。

技术实现思路

1、本发明提供了一种高温劳动保护安全帽及控制方法，解决了现有的安全帽不能进行实时的高温预警，仅根据环境温度湿度等参数判断热应力状态。同时既有的温度识别系统，检测能力较为单一，不够准确的技术问题。

2、本发明第一方面提供的高温劳动保护安全帽，包括安全帽本体、主控系统和高温预警系统；

3、所述安全帽本体上设置有所述主控系统；

4、所述主控系统包括数据采集模块和热应激处理芯片；

5、所述数据采集模块设置于所述安全帽本体内的帽檐上，所述数据采集模块用于实时采集穿戴者的检测数据并发送至所述热应激处理芯片；

6、其中，所述检测数据包括温度检测数据、心率检测数据和失水率数据；

7、所述热应激处理芯片设置于所述帽檐上，所述热应激处理芯片用于接收所述检测数据并进行处理，生成高温指令；

8、所述高温预警系统与所述热应激处理芯片通信连接，所述高温预警系统用于响应所述高温指令，输出告警信号并启动可调节风扇。

9、可选地，所述安全帽本体包括帽壳、所述帽檐、连接带、导向座、下颚带、帽箍、箍环和内衬；

10、所述帽壳设置有所述帽檐，且所述帽壳与所述帽檐一体化设置；

11、所述帽壳外表面设置有所述连接带，所述连接带用于将微型发声元件固定于所述帽壳上；

12、所述帽壳内部内置有所述内衬；

13、所述内衬的内侧顶部的中间位置固定连接有所述箍环；

14、所述帽箍为环状带，且所述箍环与所述帽箍固定连接；

15、所述帽箍两侧通过所述导向座与所述下颚带连接，所述导向座用于调节所述下颚带的收紧。

16、可选地，所述数据采集模块包括红外热成像系统、光学心率传感器和出汗率采集单元；

17、所述红外热成像系统包括openmv芯片和红外热成像单元；

18、所述openmv芯片和所述红外热成像单元均设置于所述帽檐上；

19、所述openmv芯片设置于所述帽檐的后端位置，所述openmv芯片用于响应采集请求，控制红外热成像单元采集穿戴者的面部热图像并进行处理，生成所述温度检测数据；

20、所述openmv芯片与所述红外热成像单元通信连接；

21、所述红外热成像单元设置于所述帽檐的前端位置；

22、所述红外热成像单元包括云台舵机和红外热成像子单元；

23、所述红外热成像子单元与所述云台舵机通信连接；

24、所述云台舵机用于控制所述红外热成像子单元的采集角度；

25、所述红外热成像子单元用于采集穿戴者的所述面部热图像；

26、所述光学心率传感器设置于所述红外热成像单元的一侧，所述光学心率传感器用于采集穿戴者的所述心率检测数据；

27、所述出汗率采集单元通过延伸带设置于所述帽檐的后端，所述出汗率采集单元用于采集穿戴者的所述失水率数据。

28、可选地，所述出汗率采集单元包括出汗率采集子单元和失水率转换子单元；

29、所述出汗率采集子单元，用于采集穿戴者的出汗率数据和活动时间数据；

30、所述失水率转换子单元，用于采用所述出汗率数据和所述活动时间输入预设失水率转换函数，生成所述失水率数据；

31、所述预设失水率转换函数为：

32、drt＝prt×t

33、式中，drt表示所述失水率数据，prt表示所述出汗率数据，t表示所述活动时间数据。

34、可选地，所述热应激处理芯片报包括检测数据接收模块、起始检测数据模块、hsci指标模块和热应激分分级模块；

35、所述检测数据接收模块，用于接收所述温度检测数据、所述心率检测数据和所述失水率数据；

36、所述起始检测数据模块，用于获取起始温度数据和起始心率数据；

37、所述hsci指标模块，用于采用所述温度检测数据、所述心率检测数据和所述失水率数据输入预设hsci指标函数，生成目标hsci指标；

38、所述预设hsci指标函数为：

39、

40、式中，hsci表示所述目标hsci指标，tort表示所述温度检测数据，tor表示所述起始温度数据，hrt表示所述心率检测数据，hr0表示所述起始心率数据；

41、所述热应激分分级模块，用于根据所述目标hsci指标进行分级处理。

42、可选地，所述高温指令包括一级高温指令、二级高温指令、三级高温指令和四级高温指令，所述热应激分分级模块包括轻度子模块、中度子模块、重度子模块和极重度子模块；

43、所述轻度子模块，用于当所述目标hsci指标处于第一预设分级区间，则生成所述一级高温指令；

44、所述中度子模块，用于当所述目标hsci指标处于第二预设分级区间，则生成所述二级高温指令；

45、所述重度子模块，用于当所述目标hsci指标处于第三预设分级区间，则生成所述三级高温指令；

46、所述极重度子模块，用于当所述目标hsci指标处于第四预设分级区间，则生成所述四级高温指令。

47、可选地，还包括电源模块；

48、所述主控系统和所述高温预警系统均与所述电源模块连接，所述电源模块用于提供工作电源。

49、可选地，所述主控系统设置有按键模块；

50、所述按键模块用于开启或关闭所述主控系统。

51、可选地，所述高温预警系统包括所述微型发声元件和所述可调节风扇；

52、所述微型发声元件通过所述连接带设置于所述帽壳的后端，所述微型发声元件用于响应所述高温指令，并输出告警；

53、所述可调节风扇分布设置于所述安全帽本体的两侧，所述可调节风扇用于响应所述高温指令，并启动工作。

54、本发明第二方面提供的一种应用于所述的高温劳动保护安全帽的控制方法，所述高温劳动保护安全帽包括安全帽本体、主控系统和高温预警系统，所述主控系统包括数据采集模块和热应激处理芯片，所述方法包括：

55、通过设置于所述安全帽本体内的帽檐上的所述数据采集模块实时采集穿戴者的检测数据；

56、通过设置于所述帽檐上的所述热应激处理芯片接收所述检测数据并进行处理，生成高温预警指令；

57、通过所述高温预警系统响应所述高温指令，输出告警信号并启动可调节风扇。

58、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

59、本发明的一种高温劳动保护安全帽及控制方法，包括安全帽本体、主控系统和高温预警系统；安全帽本体上设置有主控系统；主控系统包括数据采集模块和热应激处理芯片；数据采集模块设置于安全帽本体内的帽檐上，数据采集模块用于实时采集穿戴者的检测数据并发送至热应激处理芯片；其中，检测数据包括温度检测数据、心率检测数据和失水率数据；热应激处理芯片设置于帽檐上，热应激处理芯片用于接收检测数据并进行处理，生成高温指令；高温预警系统与热应激处理芯片通信连接，高温预警系统用于响应高温指令，输出告警信号并启动可调节风扇；解决现有的安全帽不能进行实时的高温预警，仅根据环境温度湿度等参数判断热应力状态。同时既有的温度识别系统，检测能力较为单一，不够准确的技术问题。